WO2016203732A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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WO2016203732A1
WO2016203732A1 PCT/JP2016/002742 JP2016002742W WO2016203732A1 WO 2016203732 A1 WO2016203732 A1 WO 2016203732A1 JP 2016002742 W JP2016002742 W JP 2016002742W WO 2016203732 A1 WO2016203732 A1 WO 2016203732A1
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image
light
reflectance
projector
head
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孝啓 南原
潤也 横江
Original Assignee
株式会社デンソー
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    • G02B2027/0196—Supplementary details having transparent supporting structure for display mounting, e.g. to a window or a windshield

Definitions

  • the present disclosure relates to a head-up display device (hereinafter, abbreviated as a HUD device) that is mounted on a vehicle and displays a virtual image so that the image can be viewed by an occupant.
  • a head-up display device hereinafter, abbreviated as a HUD device
  • a HUD device that is mounted on a vehicle and displays a virtual image so that an image can be visually recognized by a passenger is known.
  • the HUD device disclosed in Patent Literature 1 projects an image onto a projection member positioned above the vehicle from the instrument panel.
  • a projector that projects an image as light polarized in a predetermined polarization direction, and a reflecting mirror that reflects the light of the image from the projector side to the projection member side by reflection on an optical path between the projector and the projection member; It has.
  • the reflecting mirror is formed by sticking a polarizing film on one side surface of a translucent plate-like substrate.
  • the reflection axis is set in accordance with the polarization axis of the projector, and is set to form an angle of 45 ° with respect to the horizontal direction of the image.
  • the inventors have further studied the nature of the external light.
  • the external light that passes through the projection member and enters the HUD device passes through the projection member, and corresponds to the vertical direction of the image. It was found that partial polarization along the line is likely to occur. That is, by configuring the HUD device in consideration of the partial polarization, it has been found that there is a possibility that external light is efficiently cut and temperature rise of the projector is suppressed.
  • This indication aims at providing the HUD device which can control the temperature rise of a projector.
  • a head-up display device is mounted on an instrument panel of a vehicle, and the image is visually recognized by an occupant by projecting the image onto a projection member positioned above the instrument panel. If the direction along the vertical direction of the vehicle is defined as the vertical direction of the image when the virtual image is displayed, the image is displayed as light polarized in a polarization direction that intersects the vertical direction of the image. And a reflecting mirror for reflecting the light of the image from the projector side back to the projection member side by reflection on the optical path between the projector and the projection member, and for the light from the projector And a reflecting mirror having different S-polarized light reflectance and P-polarized light reflectance.
  • image light is incident on the reflecting mirror on the optical path between the projector and the projection member from the projector side, and external light is transmitted through the projection member and enters the HUD device.
  • the external light is partially polarized along the direction corresponding to the vertical direction of the image
  • the external light and the light of the image polarized in the polarization direction intersecting the vertical direction of the image are polarized in different directions. It will be a thing.
  • the reflecting mirror has different S-polarized light reflectance and P-polarized light reflectance, projection of external light is performed while improving the reflectance of the image light to the projection member side according to the folding direction of the reflecting mirror. It becomes possible to reduce the reflectance to the container side.
  • the HUD apparatus which suppresses the temperature rise of a projector can be provided by cutting external light efficiently.
  • FIG. 1st Embodiment It is a schematic diagram which shows the mounting state to the vehicle of the HUD apparatus in 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the optical path of the HUD apparatus in 1st Embodiment. It is a perspective view which shows the structure of the projector in 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the case where the optical path of FIG. 2 is seen from the vehicle upper part to the vehicle lower part. It is a schematic diagram which expands and shows the submirror in 1st Embodiment. It is a schematic diagram which shows the optical path of the HUD apparatus in 2nd Embodiment.
  • FIG. 5 It is a schematic diagram which shows the case where the optical path of FIG. 5 is seen from the vehicle left side to the vehicle right side. It is a schematic diagram which expands and shows the submirror in 2nd Embodiment. It is a figure corresponding to FIG. 7 in 3rd Embodiment.
  • the HUD device 100 As shown in FIG. 1, the HUD device 100 according to the first embodiment of the present disclosure is mounted on a vehicle 1 and is accommodated in an accommodation space 2 a in an instrument panel 2.
  • the HUD device 100 projects an image on a windshield 3 as a projection member of the vehicle 1.
  • the HUD device 100 displays a virtual image so that the image can be visually recognized by the passenger of the vehicle 1. That is, the light of the image reflected by the windshield 3 reaches the eye point EP of the occupant in the vehicle 1 and the occupant perceives the light of the image as a virtual image VI.
  • a crew member can recognize various information by virtual image VI. Examples of various types of information displayed as virtual images include vehicle state values such as vehicle speed and fuel remaining amount, or navigation information such as road information and visibility assistance information.
  • the windshield 3 of the vehicle 1 is located above the instrument panel 2 in the upper UD of the vehicle, and is formed in a translucent plate shape with glass or synthetic resin. Further, the windshield 3 is disposed so as to be inclined toward the vehicle rear BD toward the vehicle upper UD. In the windshield 3, the surface on the indoor side has a concave or flat projection surface 3 a on which an image is projected. It is formed in a flat shape.
  • an occupant seated on the seat 4 of the vehicle 1 and facing the front FD of the vehicle 1 can visually recognize the foreground including the road and the road sign through the windshield 3 and can also visually recognize the virtual image display of the image.
  • the accommodation space 2a in the instrument panel 2 has a dimension in the vehicle left-right direction larger than the dimension in the vehicle vertical direction. Therefore, the optical system of the HUD device 100 is designed according to the accommodation space 2a.
  • the vehicle lower direction DD indicates a direction in which gravity is generated when the vehicle 1 travels on a flat ground or stops on a flat ground.
  • the vehicle upper UD indicates the direction opposite to the vehicle lower DD.
  • the vehicle front FD indicates a direction in which an occupant seated in the seat 4 faces the front.
  • the vehicle rear BD indicates a direction opposite to the vehicle front FD.
  • the vehicle left side LD indicates a left direction as viewed from the occupant facing the vehicle front FD.
  • the vehicle right side RD indicates a right direction viewed from the occupant facing the vehicle front FD.
  • the vehicle vertical direction indicates the vehicle upper UD and the vehicle lower DD.
  • the vehicle front-rear direction indicates a vehicle front FD and a vehicle rear BD.
  • the vehicle left-right direction refers to a vehicle left side LD and a vehicle right side RD.
  • the direction along the vehicle vertical direction when the image is displayed as a virtual image is defined as the vertical direction VD of the image
  • the direction along the vehicle horizontal direction when the image is displayed as a virtual image is defined as the horizontal direction HD of the image.
  • the HUD device 100 includes a projector 10, a secondary mirror 30, and a concave mirror 40, which are accommodated in a housing having a shape corresponding to the accommodation space 2a.
  • the projector 10 includes a light source 12, a condenser lens 14, a diffuser plate 16, a projection lens 18, and a liquid crystal panel 20.
  • the projector 10 is formed by housing them in a box-shaped projector case. Has been.
  • the light source 12 is a plurality of light emitting diode elements, for example, and is disposed on the light source circuit board 12a.
  • the light source 12 is electrically connected to a power source through a wiring pattern on the light source circuit board 12a.
  • the light source 12 emits light source light with a light emission amount corresponding to a current amount when energized. Thereby, the light source 12 projects the light source light toward the condenser lens 14. More specifically, the light source 12 realizes pseudo white light emission by covering a blue light emitting diode with a phosphor, for example.
  • the condenser lens 14 is a translucent convex lens made of synthetic resin or glass, and is disposed between the light source 12 and the diffusion plate 16.
  • the condenser lens 14 condenses the light source light from the light source and emits it toward the diffusion plate 16.
  • the diffusion plate 16 is a plate formed of synthetic resin or glass, and is disposed between the condenser lens 14 and the projection lens 18.
  • the diffusing plate 16 emits light source light whose luminance uniformity is adjusted by diffusion toward the projection lens 18.
  • the projection lens 18 is a translucent convex lens made of synthetic resin or glass, and is disposed between the diffusion plate 16 and the liquid crystal panel 20.
  • the projection lens 18 condenses the light source light from the diffusion plate 16 and projects it toward the liquid crystal panel 20.
  • the liquid crystal panel 20 is a liquid crystal panel using, for example, a thin film transistor (TFT), and is an active matrix formed from a plurality of liquid crystal pixels arranged in a two-dimensional direction of a vertical direction VD and a horizontal direction HD of an image.
  • Type liquid crystal panel In the liquid crystal panel 20, a pair of polarizing plates and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of polarizing plates are stacked.
  • the polarizing plate has the property that the electric field vector transmits light in a predetermined direction and the electric field vector blocks light in a direction substantially perpendicular to the predetermined direction, and the pair of polarizing plates are arranged so that the predetermined directions are substantially orthogonal to each other. Is done.
  • the liquid crystal layer can rotate the polarization direction of light incident on the liquid crystal layer in accordance with the applied voltage by applying a voltage for each liquid crystal pixel.
  • the projector 10 can project an image.
  • the image projected from the projector 10 is projected as light polarized in the polarization direction PD intersecting the vertical direction VD of the image due to the arrangement of the polarizing plates.
  • the polarization direction PD is a direction that forms an angle of 45 ° or more with respect to the vertical direction VD of the image.
  • the polarization direction PD is a direction substantially parallel to the horizontal direction HD of the image.
  • the liquid crystal panel 20 of the present embodiment is a horizontally long panel that is formed in a rectangular shape and has a horizontal dimension HD of an image larger than a vertical dimension VD.
  • the light of the image from the projector 10 constitutes an optical path OP through the secondary mirror 30, the concave mirror 40, and the windshield 3 as shown in FIGS.
  • the optical path OP1 from the projector 10 to the secondary mirror 30 is configured along the vehicle left-right direction
  • the optical path OP2 from the secondary mirror 30 to the concave mirror 40 is along the vehicle longitudinal direction
  • the optical path OP3 from the concave mirror 40 to the windshield 3 is configured along the vehicle vertical direction.
  • the secondary mirror 30 disposed on the optical path OP has a phase difference plate 32 and a dielectric multilayer film 34, and these are stacked to form a flat plate shape.
  • the phase difference plate 32 is a phase plate formed in a plate shape by, for example, sapphire glass or polycarbonate resin.
  • the phase difference plate 32 is disposed on the front side of the sub mirror 30, that is, on the light incident / reflection side of the image.
  • the dielectric multilayer film 34 is disposed on the back side of the phase difference plate 32, and is formed by laminating two or more types of thin films made of dielectric materials having different refractive indexes in the normal direction ND of the front side surface 30a.
  • the dielectric multilayer film in this embodiment is a 10-layer multilayer film including a dielectric film made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ) or titanium dioxide (TiO 2 ).
  • Each film thickness in each dielectric film is appropriately set by, for example, calculation by a computer in order to obtain reflection characteristics such that the infrared light reflectance is lower than the visible light reflectance. Note that this reflection characteristic does not necessarily have to be established for all wavelengths of infrared light and visible light, and the average reflectance for each wavelength of infrared light is the reflectance of each wavelength of visible light. It is sufficient if it is lower than the average value.
  • the secondary mirror 30 is formed by depositing a dielectric multilayer film on the surface of the phase difference plate 32.
  • the secondary mirror 30 is a reflecting mirror that returns the image light from the projector 10 side to the concave mirror 40 on the windshield 3 side by reflection.
  • the light of the image is folded along the horizontal direction HD of the image.
  • the vertical direction VD and horizontal direction HD of the image when the image is displayed as a virtual image, or the vertical direction VD and horizontal direction HD of the image on the liquid crystal panel 20 of the projector 10 are used as vectors.
  • Projection is performed to the secondary mirror 30 along the optical path OP.
  • these vectors projected on the front side surface 30a of the secondary mirror 30 are compared with the folded projection line PL (see FIG. 2) obtained by orthogonally projecting the optical path OP of the incident light and reflected light on the secondary mirror 30 onto the front side surface 30a.
  • the secondary mirror 30 transmits the light of the image in the horizontal direction of the image. It can be said that it is folded along the direction HD.
  • the phase difference of the phase difference plate 32 is set so as to be generated for one-way 1 ⁇ 2 wavelength with respect to the image light incident and reflected obliquely (for example, at an incident angle of 45 °).
  • the fast axis direction of the phase difference plate 32 is set in an oblique direction with respect to the vertical direction VD and horizontal direction HD of the incident image, for example, at an angle of 45 ° with respect to the vertical direction VD and horizontal direction HD of the image.
  • the secondary mirror has different S-polarized reflectance and P-polarized reflectance with respect to image light, and the P-polarized reflectance is higher than the S-polarized reflectance.
  • the difference between the S-polarized reflectance and the P-polarized reflectance is 5% or more.
  • the concave mirror 40 disposed on the optical path OP is formed by depositing aluminum as a reflective surface 40a on the surface of a base material made of synthetic resin or glass as shown in FIGS.
  • the reflective surface 40a is formed in a smooth curved surface as a concave surface in which the center of the concave mirror 40 is recessed. Then, the concave mirror 40 reflects the light of the image from the secondary mirror 30 back to the windshield 3 along the vertical direction VD of the image.
  • the image light from the projector 10 is incident on the phase difference plate 32 of the secondary mirror 30 obliquely as P-polarized light.
  • the image light transmitted through the phase difference plate 32 is converted into S-polarized light when reaching the interface 30b with the dielectric multilayer film 34 by the action REA of the phase difference plate 32.
  • the dielectric multilayer film 34 has an S-polarized reflectance higher than the P-polarized reflectance, the image light is reflected with a high reflectance.
  • the image light reflected by the dielectric multilayer film 34 passes through the phase difference plate 32 again, but is converted to P-polarized light by the action REB of the phase difference plate 32 and travels toward the concave mirror 40.
  • external light such as sunlight may enter the HUD device 100 as shown in FIGS.
  • the S-polarized reflectance of the windshield 3 is higher than the P-polarized reflectance, and thus the partially polarized light with a large P-polarized component with respect to the windshield 3 is obtained.
  • the image projected onto the vehicle upper UD from the instrument panel 2 is used as a reference, and the external light becomes partial polarization along the direction corresponding to the vertical direction VD of the image, and the optical path Reverse OP3.
  • the incident direction of the windshield 3 changes depending on the direction of the vehicle 1 and the time and the like, but the outside light incident on the HUD device 100 is somewhat Even if there is a direction error, such partial polarization is obtained.
  • the external light reflected by the concave mirror 40 is incident on the phase difference plate 32 of the secondary mirror 30 obliquely with a large amount of S-polarized light component with respect to the secondary mirror 30.
  • the image light transmitted through the phase difference plate 32 reaches the interface 30b with the dielectric multilayer film 34 due to the action REC of the phase difference plate 32, the P light component becomes large.
  • the dielectric multilayer film 34 has an S-polarized reflectance higher than that of the P-polarized reflectance, the image light is transmitted with a high transmittance. In this way, most of the outside light is separated from the optical path OP.
  • FIGS. 2 and 5 the polarization state of the image light and the polarization state of the external light are schematically shown by arrows. However, for external light, partial polarization is omitted in the figure and indicates a direction with many components.
  • image light is incident on the secondary mirror 30 as the reflecting mirror on the optical path OP between the projector 10 and the windshield 3 as the projection member from the projector 10 side, and the window External light may enter the HUD device 100 through the shield 3.
  • the external light is partially polarized along a direction corresponding to the vertical direction VD of the image
  • the external light and the light of the image polarized in the polarization direction PD intersecting the vertical direction VD of the image are different directions. Polarized light.
  • the S-polarized light reflectance and the P-polarized light reflectance of the secondary mirror 30 are different from each other, the reflectance of the image light toward the windshield 3 is improved according to the folding direction of the secondary mirror 30, and the external mirror 30 It becomes possible to reduce the reflectance of light to the projector 10 side. As described above, it is possible to provide the HUD device 100 that suppresses the temperature rise of the projector 10 by efficiently cutting outside light.
  • the secondary mirror 30 folds the light of the image along the horizontal direction HD of the image, and the P-polarized reflectance is higher than the S-polarized reflectance.
  • the reflectance of the light of the image polarized in the polarization direction PD intersecting with the vertical direction VD of the image is surely improved to the windshield 3 side, and the vertical direction VD of the image is supported. It is possible to reduce the reflectance of the external light to the projector 10 side that tends to be partially polarized along the direction.
  • the secondary mirror 30 includes the phase difference plate 32 disposed on the front side of the secondary mirror 30 and the dielectric multilayer film 34 disposed on the back side of the phase difference plate 32.
  • the phase difference plate 32 can change the polarization of the incident light so that the incident light can be incident on the dielectric multilayer film 34, so that the reflectance in the dielectric multilayer film 34 is controlled. It becomes possible. Therefore, the P-polarized reflectance can be easily made higher than the S-polarized reflectance, and external light can be cut efficiently.
  • the dielectric multilayer film 34 has a reflection characteristic in which the infrared light reflectance is lower than the visible light reflectance. According to this, the light of the image is reflected to the windshield 3 side with high reflectivity as visible light, and the reflection of infrared light to the projector 10 side of the external light causing heat is suppressed. Therefore, the temperature rise of the projector 10 can be suppressed.
  • the difference between the S-polarized reflectance and the P-polarized reflectance is 5% or more.
  • the polarization direction PD is a direction that forms an angle of 45 ° or more with respect to the vertical direction VD of the image.
  • the second embodiment of the present disclosure is a modification of the first embodiment.
  • the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.
  • the HUD device 200 of the second embodiment is accommodated in an accommodation space 202 a in the instrument panel 2 of the vehicle 1 as in the first embodiment.
  • the storage space 202a has a dimension in the vehicle vertical direction larger than that in the vehicle horizontal direction. Therefore, the optical system of the HUD device 200 is designed according to the accommodation space 202a.
  • the light of the image from the projector 10 constitutes an optical path OP through the secondary mirror 230, the concave mirror 40 and the windshield 3.
  • the optical path OP1 from the projector 10 to the secondary mirror 230 is configured along the vehicle vertical direction
  • the optical path OP2 from the secondary mirror 230 to the concave mirror 40 is along the vehicle longitudinal direction. It is configured.
  • the optical path OP3 from the concave mirror 40 to the windshield 3 is configured along the vehicle vertical direction.
  • the secondary mirror 30 of the second embodiment includes a light transmitting plate 236 and a dielectric multilayer film 234, which are stacked to form a flat plate shape.
  • the dielectric multilayer film 234 is disposed on the front side of the sub mirror 30, that is, on the incident side of the image light from the projector 10. Since the other configuration of the dielectric multilayer film 234 is the same as that of the dielectric multilayer film 34 of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the translucent plate 236 is disposed on the back side of the dielectric multilayer film 234 and is formed in a flat plate shape with synthetic resin or glass.
  • the secondary mirror is formed by vapor-depositing the dielectric multilayer film 234 on the surface of the translucent plate 236.
  • the secondary mirror 230 Due to such a dielectric multilayer film 234, the secondary mirror 230 has different S-polarized reflectance and P-polarized reflectance with respect to image light, and the S-polarized reflectance is higher than the P-polarized reflectance. It is high. In particular, in this embodiment, the difference between the S-polarized reflectance and the P-polarized reflectance is 5% or more.
  • the secondary mirror 230 is a reflecting mirror that returns the image light from the projector 10 side to the concave mirror 40 on the windshield 3 side by reflection. In the secondary mirror 230 of the second embodiment, the light of the image is folded along the vertical direction VD of the image.
  • the image light from the projector 10 is incident on the dielectric multilayer film 234 of the secondary mirror 230 obliquely as S-polarized light.
  • the dielectric multilayer film 234 of the secondary mirror 230 has an S-polarized reflectance higher than the P-polarized reflectance, the image light is reflected with a high reflectance. And it goes to the concave mirror 40.
  • the secondary mirror 30 when external light such as sunlight enters the HUD device 200 and is reflected by the concave mirror 40, the secondary mirror 30 has a large amount of P-polarized light component and is obliquely applied to the dielectric multilayer film 234 of the secondary mirror 230. Is incident on.
  • the dielectric multilayer film 234 of the secondary mirror 230 since the dielectric multilayer film 234 of the secondary mirror 230 has an S-polarized reflectance higher than the P-polarized reflectance, external light passes through the dielectric multilayer film 234 with a high transmittance, Further, the light passes through the translucent plate 236. In this way, most of the outside light is separated from the optical path OP.
  • the secondary mirror 230 as a reflecting mirror folds the image light along the vertical direction VD of the image, and the S-polarized reflectance is higher than the P-polarized reflectance. Therefore, the portion along the direction corresponding to the vertical direction VD of the image is reliably improved while improving the reflectance of the light of the image polarized in the polarization direction PD intersecting the vertical direction VD of the image to the windshield 3 side.
  • the reflectance of the external light that tends to be polarized light toward the projector 10 can be reduced.
  • the secondary mirror 230 has the dielectric multilayer film 234 in which dielectrics are stacked along the normal direction ND of the front side surface 230a. Since the dielectrics are stacked along the normal direction ND of the front side surface 230a, even if the secondary mirror 30 is rotated around the normal direction ND at the time of manufacture, for example, the S-polarized light reflectance Is maintained higher than the P-polarized light reflectance, so that external light can be efficiently cut. Therefore, since it is not necessary to consider the rotation tolerance of the secondary mirror 30 at the time of manufacture, the HUD device 200 that suppresses the temperature rise of the projector 10 can be easily provided.
  • the third embodiment of the present disclosure is a modification of the second embodiment.
  • the third embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.
  • the secondary mirror 330 in the HUD device 300 of the third embodiment includes a light transmitting plate 336 and a dielectric multilayer film 334, but unlike the second embodiment, has a convex mirror shape. Is formed.
  • the translucent plate 336 is formed in a curved plate shape whose center on the front side is convex, and the sub-mirror 330 is formed by vapor-depositing the dielectric multilayer film 334 on the front side. Since the dielectric multilayer film 334 is the same as the dielectric multilayer film 34 of the first embodiment except that the dielectric multilayer film 334 is laminated according to the curved surface, the description thereof is omitted.
  • the secondary mirror 330 as a reflecting mirror is formed in a convex mirror shape. According to the secondary mirror 330, even if a part of the external light is reflected by the secondary mirror 330, the secondary mirror 330 spreads in the other direction, so that the arrival rate at the projector 10 can be further suppressed. The temperature increase of 10 can be suppressed.
  • optical elements such as lenses and mirrors may be additionally arranged on the optical path OP.
  • a combiner separate from the vehicle may be installed in the vehicle, and an image may be projected onto the combiner.
  • the secondary mirror 30 may have a translucent plate disposed on the back side of the dielectric multilayer film 34, for example, to ensure strength.
  • the concave mirror 40 that reflects the light of the image from the projector 10 side to the windshield 3 along the vertical direction VD of the image is reflected, and the S polarization reflectance is P polarization reflection. You may make it the structure used as the reflecting mirror higher than a rate. In this case, a secondary mirror may not be provided separately.
  • the alignment direction of the liquid crystal elements of the projector 10 may not correspond to the vertical direction VD and the horizontal direction HD of the image. That is, the oblique direction with respect to the arrangement direction of the liquid crystal elements of the projector 10 may correspond to the vertical direction VD or the horizontal direction HD of the image.

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Abstract

車両（１）のインストルメントパネル（２）よりも車両上方（ＵＤ）に位置する投影部材（３）に、画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、画像が虚像表示されるときに車両の上下方向に沿う方向を画像の縦方向（ＶＤ）と定義すると、ヘッドアップディスプレイ装置は、画像の縦方向（ＶＤ）とは交差する偏光方向（ＰＤ）に偏光する光として画像を投射する投射器（１０）と、投射器と投影部材との間の光路（ＯＰ）上において、投射器側からの画像の光を反射により投影部材側へ折返す反射鏡であって、投射器からの光に対して、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率とが異なる反射鏡（３０，２３０，３３０）と、を備える。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１５年６月１７日に出願された日本出願番号２０１５－１２２２８９号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、車両に搭載され、画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤ装置を略称とする）に関する。
　車両に搭載され、画像を乗員により視認可能に虚像表示するＨＵＤ装置が知られている。特許文献１に開示のＨＵＤ装置は、インストルメントパネルよりも車両上方に位置する投影部材に、画像を投影するものである。所定の偏光方向に偏光する光として画像を投射する投射器と、投射器と投影部材との間の光路上において、投射器側からの画像の光を反射により投影部材側へ折返す反射鏡とを備えている。
　ここで、反射鏡は、透光性の板状基材の片側表面に、偏光フィルムを貼付することにより形成されている。その反射軸は、投射器の偏光軸に合わせて設定されており、画像の横方向に対して４５°の角度をなすように設定されている。このようにすることで、反射鏡に入射する太陽光等の外光の一部がカットされる。
特開２０１４－１９１３２１号公報
　さて、発明者らは、外光の性質についてさらに鋭意研究したところ、投影部材を透過してＨＵＤ装置内に入射する外光が、投影部材を透過する際に、画像の縦方向に対応した方向に沿った部分偏光となり易いことを見出した。すなわち、当該部分偏光を考慮してＨＵＤ装置を構成することで、外光が効率的にカットされ、投射器の温度上昇が抑制される可能性が見出されたのである。
　本開示は、投射器の温度上昇を抑制することができるＨＵＤ装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様によれば、ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のインストルメントパネルに搭載され、インストルメントパネルよりも車両上方に位置する投影部材に、画像を投影することにより、画像を乗員により視認可能に虚像表示するものであり、画像が虚像表示されるときに車両の上下方向に沿う方向を、画像の縦方向と定義すると、画像の縦方向とは交差する偏光方向に偏光する光として画像を投射する投射器と、投射器と投影部材との間の光路上において、投射器側からの画像の光を反射により投影部材側へ折返す反射鏡であって、投射器からの光に対して、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率とが異なる反射鏡とを備える。
　上記構成によれば、投射器と投影部材との間の光路上における反射鏡には、投射器側から画像の光が入射すると共に、投影部材を透過してＨＵＤ装置内に外光が入射し得る。例えば外光が画像の縦方向に対応した方向に沿った部分偏光である場合に、当該外光と、画像の縦方向と交差する偏光方向に偏光する画像の光とは、異なる方向に偏光するものとなる。ここで、反射鏡は、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率とが異なるので、反射鏡の折返し方向に応じて、画像の光の投影部材側への反射率を向上させつつ、外光の投射器側への反射率を低下させることが可能となる。以上により、外光を効率的にカットすることで、投射器の温度上昇を抑制するＨＵＤ装置を提供することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
第１実施形態におけるＨＵＤ装置の車両への搭載状態を示す模式図である。 第１実施形態におけるＨＵＤ装置の光路を示す模式図である。 第１実施形態における投射器の構成を示す斜視図である。 図２の光路を車両上方から車両下方にみた場合を示す模式図である。 第１実施形態における副鏡を拡大して示す模式図である。 第２実施形態におけるＨＵＤ装置の光路を示す模式図である。 図５の光路を車両左方から車両右方にみた場合を示す模式図である。 第２実施形態における副鏡を拡大して示す模式図である。 第３実施形態における図７に対応する図である。
　以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
　（第１実施形態）
　図１に示すように、本開示の第１実施形態によるＨＵＤ装置１００は、車両１に搭載され、インストルメントパネル２内の収容スペース２ａに収容されている。ＨＵＤ装置１００は、車両１の投影部材としてのウインドシールド３に画像を投影する。画像の光がウインドシールド３に反射されることで、ＨＵＤ装置１００は、画像を車両１の乗員により視認可能に虚像表示する。すなわち、ウインドシールド３に反射される画像の光が、車両１の室内において乗員のアイポイントＥＰに到達し、当該乗員が当該画像の光を虚像ＶＩとして知覚する。そして、乗員は、虚像ＶＩにより各種情報を認識することができる。画像として虚像表示される各種情報としては、例えば、車速、燃料残量等の車両状態値、又は、道路情報、視界補助情報等のナビゲーション情報が挙げられる。
　車両１のウインドシールド３は、インストルメントパネル２よりも車両上方ＵＤに位置し、ガラスないしは合成樹脂等により透光性の板状に形成されている。また、ウインドシールド３は、車両上方ＵＤに向かう程車両後方ＢＤに傾斜して配置されており、ウインドシールド３において、室内側の面は、画像が投影される投影面３ａを凹面状又は平坦な平面状に形成している。こうして、車両１の座席４に着座して車両前方ＦＤを向く乗員は、当該ウインドシールド３を通して道路及び道路標識等を含む前景を視認すると共に、画像の虚像表示を視認することができる。
　また、第１実施形態において、インストルメントパネル２内の収容スペース２ａは、車両上下方向の寸法よりも車両左右方向の寸法が大きいものとなっている。したがって、ＨＵＤ装置１００の光学系は、この収容スペース２ａに応じて設計されている。
　ここで本実施形態において、車両下方ＤＤとは、車両１が平地を走行するとき又は平地に停止するときに重力が生ずる方向を示す。車両上方ＵＤとは車両下方ＤＤの反対方向を示す。車両前方ＦＤとは、座席４に着座した乗員が正面を向く方向を示す。車両後方ＢＤとは、車両前方ＦＤの反対方向を示す。車両左方ＬＤとは、車両前方ＦＤを向く乗員からみた左の方向を示す。車両右方ＲＤとは、車両前方ＦＤを向く乗員からみた右の方向を示す。さらに、車両上下方向とは、車両上方ＵＤ及び車両下方ＤＤを示すものとする。車両前後方向とは、車両前方ＦＤ及び車両後方ＢＤを示すものとする。車両左右方向とは、車両左方ＬＤ及び車両右方ＲＤを示すものとする。
　また、画像が虚像表示されるときに車両上下方向に沿う方向を、画像の縦方向ＶＤと定義し、画像が虚像表示されるときに車両左右方向に沿う方向を、画像の横方向ＨＤと定義する。
　このようなＨＵＤ装置１００の具体的構成を、図２～５に基づいて、以下に説明する。ＨＵＤ装置１００は、図２に示すように、投射器１０、副鏡３０、及び凹面鏡４０を備えており、これらは、収容スペース２ａに対応した形状のハウジング内に収容されている。
　投射器１０は、図３に示すように、光源１２、集光レンズ１４、拡散板１６、投射レンズ１８、及び液晶パネル２０を有し、例えば箱状の投射器ケースにこれらを収容して形成されている。
　光源１２は、例えば複数の発光ダイオード素子であり、光源用回路基板１２ａ上に配置されている。光源１２は、光源用回路基板１２ａ上の配線パターンを通じて、電源と電気的に接続されている。光源１２は、通電により電流量に応じた発光量にて光源光を発する。これにより、光源１２は、光源光を集光レンズ１４へ向けて投射する。より詳細には、光源１２は、例えば青色発光ダイオードを蛍光体で覆うことにより、疑似白色での発光が実現されている。
　集光レンズ１４は、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の凸レンズであり、光源１２と拡散板１６との間に配置されている。集光レンズ１４は、光源からの光源光を集光して拡散板１６へ向けて射出する。
　拡散板１６は、合成樹脂ないしはガラス等により形成された板であり、集光レンズ１４と投射レンズ１８との間に配置されている。拡散板１６は、拡散により輝度の均一性を調整した光源光を投射レンズ１８へ向けて射出する。
　投射レンズ１８は、合成樹脂ないしはガラス等からなる透光性の凸レンズであり、拡散板１６と液晶パネル２０との間に配置されている。投射レンズ１８は、拡散板１６からの光源光を集光して液晶パネル２０へ向けて投射する。
　液晶パネル２０は、例えば薄膜トランジスタ（Thin film Transistor、ＴＦＴ）を用いた液晶パネルであって、画像の縦方向ＶＤ及び横方向ＨＤの２次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されるアクティブマトリクス型の液晶パネルである。液晶パネル２０では、一対の偏光板及び当該一対の偏光板に挟まれた液晶層等が積層されている。偏光板は、電場ベクトルが所定方向の光を透過させ、電場ベクトルが所定方向と実質垂直な方向の光を遮光する性質を有し、一対の偏光板は当該所定方向を互いに実質直交して配置される。液晶層は、液晶画素毎の電圧印加により、印加電圧に応じて液晶層に入射する光の偏光方向を回転させることが可能となっている。
　したがって、液晶パネル２０が液晶画素毎の光源光の透過率を制御することで、投射器１０は、画像を投射することが可能となっている。ここで、投射器１０から投射される画像は、偏光板の配置により、当該画像の縦方向ＶＤとは交差する偏光方向ＰＤに偏光する光として投射される。ここで偏光方向ＰＤは、画像の縦方向ＶＤに対して４５°以上の角度をなす方向であり、特に本実施形態では画像の横方向ＨＤに実質平行な方向となっている。なお、本実施形態の液晶パネル２０は、矩形状に形成されており、画像の横方向ＨＤの寸法が縦方向ＶＤの寸法よりも大きくされた横長のパネルである。
　このような投射器１０からの画像の光により、図２，４に示すように、副鏡３０、凹面鏡４０及びウインドシールド３を介した光路ＯＰが構成されている。具体的に、第１実施形態では、投射器１０から副鏡３０に至る光路ＯＰ１が車両左右方向に沿って構成されており、副鏡３０から凹面鏡４０に至る光路ＯＰ２が車両前後方向に沿って構成されており、凹面鏡４０からウインドシールド３に至る光路ＯＰ３が車両上下方向に沿って構成されている。
　光路ＯＰ上に配置される副鏡３０は、図５に詳細を示すように、位相差板３２及び誘電体多層膜３４を有しており、これらを重ねて平板状に形成されている。位相差板３２は、例えばサファイヤガラスないしはポリカーボネイト樹脂等により、板状に形成された位相子である。位相差板３２は、副鏡３０の表側、すなわち画像の光の入反射側に配置されている。
　誘電体多層膜３４は、位相差板３２よりも裏側に配置され、２種類以上の屈折率の異なる誘電体からなる薄膜を、表側面３０ａの法線方向ＮＤに積層して形成されている。本実施形態における誘電体多層膜は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又は二酸化チタン（ＴｉＯ２）等からなる誘電体膜を含む、１０層の多層膜となっている。
　各誘電体膜における各膜厚は、赤外光反射率が可視光反射率よりも低くなるような反射特性を得るために、例えばコンピュータによる計算によって適宜設定される。なお、この反射特性は、必ずしもすべての波長の赤外光及び可視光に対して成立する必要はなく、赤外光の各波長に対する反射率の平均値が、可視光の各波長に対する反射率の平均値よりも低くなっていれば足りる。
　なお、位相差板３２の表面に誘電体多層膜を蒸着することで、副鏡３０は形成されているのである。
　副鏡３０は、投射器１０側からの画像の光を反射によりウインドシールド３側の凹面鏡４０へ折返す反射鏡となっている。第１実施形態の副鏡３０では、画像の光が当該画像の横方向ＨＤに沿って折返されるようになっている。
　ここで、折返しの判定方法としては、画像が虚像表示されるときの画像の縦方向ＶＤ及び横方向ＨＤ、又は、投射器１０の液晶パネル２０における画像の縦方向ＶＤ及び横方向ＨＤをベクトルとして光路ＯＰに沿って副鏡３０まで射影していく。そして、副鏡３０の表側面３０ａに射影されたこれらベクトルと、副鏡３０への入射光及び反射光の光路ＯＰを表側面３０ａに正射影した折返し射影線ＰＬ（図２参照）とを比較する。すなわち、表側面３０ａにおいて、仮想の折返し射影線ＰＬが、縦方向ＶＤを射影したベクトルよりも横方向ＨＤを射影したベクトルの方向に近ければ、当該副鏡３０は、画像の光を画像の横方向ＨＤに沿って折返すものであると言える。
　また、位相差板３２の位相差は、斜めに（例えば４５°の入射角で）入射及び反射する画像の光に対して片道１／２波長分、生ずるように設定されている。位相差板３２の速軸方向は、入射する画像の縦方向ＶＤ及び横方向ＨＤに対して斜め方向に、例えば画像の縦方向ＶＤ及び横方向ＨＤに対してそれぞれ４５°をなす角度で設定される。このような構成により、副鏡は、画像の光に対して、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率が異なるものとなっており、Ｐ偏光反射率がＳ偏光反射率よりも高くなっている。特に本実施形態では、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率との差は５％以上となっている。
　光路ＯＰ上に配置される凹面鏡４０は、図２，４に示すように、合成樹脂ないしはガラス等からなる基材の表面に、反射面４０ａとしてアルミニウムを蒸着させること等により形成されている。反射面４０ａは、凹面鏡４０の中心が凹む凹面として、滑らかな曲面状に形成されている。そして、凹面鏡４０は、副鏡３０からの画像の光を反射により当該画像の縦方向ＶＤに沿ってウインドシールド３へ折返す。
　ここで、投射器１０から投射された画像の光についてより詳細に説明する。図４，５に示すように、投射器１０からの画像の光は、Ｐ偏光の光として、副鏡３０の位相差板３２に斜めに入射する。位相差板３２を透過する画像の光は、当該位相差板３２の作用ＲＥＡにより、誘電体多層膜３４との界面３０ｂに到達するときには、Ｓ偏光に変換される。ここで、誘電体多層膜３４は、Ｓ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高いものであるため、画像の光は、高反射率にて反射される。誘電体多層膜３４にて反射された画像の光は、再び位相差板３２を透過するが、位相差板３２の作用ＲＥＢにより、Ｐ偏光に変換されて、凹面鏡４０へ向かうこととなる。
　一方、太陽光等の外光が、図１，２に示すように、ＨＵＤ装置１００に入射する場合がある。具体的に、外光が例えば車両上方ＵＤからウインドシールド３を透過すると、ウインドシールド３のＳ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高いため、ウインドシールド３に対するＰ偏光成分が多い部分偏光となる。インストルメントパネル２内から、当該インストルメントパネル２よりも車両上方ＵＤに投影される画像を基準として換言すれば、外光は、画像の縦方向ＶＤに対応した方向に沿った部分偏光となり、光路ＯＰ３を逆行する。なお、例えば外光を太陽光とした場合、車両１の向き及び時間等の状況に応じてウインドシールド３の入射方向は変わることとなるが、ＨＵＤ装置１００に入射する外光については、多少の方向誤差はあっても、このような部分偏光となる。
　したがって、図５に示すように、凹面鏡４０に反射された外光は、副鏡３０に対してはＳ偏光成分が多い状態で、副鏡３０の位相差板３２に斜めに入射する。位相差板３２を透過する画像の光は、位相差板３２の作用ＲＥＣにより、誘電体多層膜３４との界面３０ｂに到達するときには、Ｐ偏光成分が多い状態となる。ここで、誘電体多層膜３４は、Ｓ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高いものであるため、画像の光は、高透過率にて透過する。このようにして、外光の多くが光路ＯＰ上から分離される。
　なお、図２，５では、画像の光の偏光状態及び外光の偏光状態が矢印にて模式的に示されている。ただし、外光については、部分偏光であることは図示上省略し、成分の多い方向を示す。
　（作用効果）
　以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に説明する。
　第１実施形態によると、投射器１０と投影部材としてのウインドシールド３との間の光路ＯＰ上における反射鏡としての副鏡３０には、投射器１０側から画像の光が入射すると共に、ウインドシールド３を透過してＨＵＤ装置１００内に外光が入射し得る。例えば外光が画像の縦方向ＶＤに対応した方向に沿った部分偏光である場合に、当該外光と、画像の縦方向ＶＤと交差する偏光方向ＰＤに偏光する画像の光とは、異なる方向に偏光するものとなる。ここで、副鏡３０は、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率とが異なるので、副鏡３０の折返し方向に応じて、画像の光のウインドシールド３側への反射率を向上させつつ、外光の投射器１０側への反射率を低下させることが可能となる。以上により、外光を効率的にカットすることで、投射器１０の温度上昇を抑制するＨＵＤ装置１００を提供することができる。
　また、第１実施形態によると、副鏡３０は、画像の光を画像の横方向ＨＤに沿って折返し、Ｐ偏光反射率がＳ偏光反射率よりも高い。このようにすることで、確実に、画像の縦方向ＶＤとは交差する偏光方向ＰＤに偏光する画像の光のウインドシールド３側への反射率を向上させつつ、画像の縦方向ＶＤに対応した方向に沿った部分偏光となり易い外光の投射器１０側への反射率を低下させることができる。
　また、第１実施形態によると、副鏡３０は、当該副鏡３０の表側に配置される位相差板３２と、当該位相差板３２よりも裏側に配置される誘電体多層膜３４とを有する。このような副鏡３０では、位相差板３２が入射光の偏光を変化させて当該入射光を誘電体多層膜３４に入射させることが可能となるので、誘電体多層膜３４における反射率が制御可能となる。したがって、容易にＰ偏光反射率をＳ偏光反射率よりも高くすることができ、外光を効率的にカットすることができる。
　また、第１実施形態によると、誘電体多層膜３４は、赤外光反射率が可視光反射率よりも低い反射特性である。これによれば、画像の光は可視光として高い反射率でウインドシールド３側に反射しつつ、熱の原因となる外光のうち赤外光の投射器１０側への反射は抑制される。したがって、投射器１０の温度上昇を抑制することができる。
　また、第１実施形態によると、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率との差は、５％以上である。このようにすることで、確実に、画像の光のウインドシールド３側への反射率を向上させつつ、外光の投射器１０側への反射率を低下させることが可能となる。
　また、第１実施形態によると、偏光方向ＰＤは、画像の縦方向ＶＤに対して４５°以上の角度をなす方向である。このようにすることで、外光と画像の光とは、確実に異なる方向に偏光するものとなるので、画像の光のウインドシールド３側への反射率を向上させつつ、外光の投射器１０側への反射率を低下させることが可能となる。
　（第２実施形態）
　図６～８に示すように、本開示の第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。
　第２実施形態のＨＵＤ装置２００は、図６，７に示すように、第１実施形態と同様に、車両１のインストルメントパネル２内の収容スペース２０２ａに収容されている。ここで、第２実施形態において、収容スペース２０２ａは、車両左右方向の寸法よりも車両上下方向の寸法が大きいものとなっている。したがって、ＨＵＤ装置２００の光学系は、この収容スペース２０２ａに応じて設計されている。
　投射器１０からの画像の光により、副鏡２３０、凹面鏡４０及びウインドシールド３を介した光路ＯＰが構成されている。具体的に、第２実施形態では、投射器１０から副鏡２３０に至る光路ＯＰ１が車両上下方向に沿って構成されており、副鏡２３０から凹面鏡４０に至る光路ＯＰ２が車両前後方向に沿って構成されている。また、第１実施形態と同様に、凹面鏡４０からウインドシールド３に至る光路ＯＰ３が車両上下方向に沿って構成されている。
　第２実施形態の副鏡３０は、図８に詳細を示すように、透光板２３６及び誘電体多層膜２３４を有しており、これらを重ねて平板状に形成されている。誘電体多層膜２３４は、副鏡３０の表側、すなわち投射器１０からの画像の光の入射側に配置されている。誘電体多層膜２３４の他の構成については、第１実施形態の誘電体多層膜３４と同様であるため、説明を省略する。
　透光板２３６は、誘電体多層膜２３４よりも裏側に配置され、合成樹脂ないしはガラス等により、平板状に形成されている。なお、透光板２３６の表面に誘電体多層膜２３４を蒸着することで、副鏡は形成されているのである。
　このような誘電体多層膜２３４により、副鏡２３０は、画像の光に対して、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率が異なるものとなっており、Ｓ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高くなっている。特に本実施形態では、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率との差は５％以上となっている。そして副鏡２３０は、投射器１０側からの画像の光を反射によりウインドシールド３側の凹面鏡４０へ折返す反射鏡となっている。第２実施形態の副鏡２３０では、画像の光が当該画像の縦方向ＶＤに沿って折返されるようになっている。
　ここで、投射器１０から投射された画像の光についてより詳細に説明する。投射器１０からの画像の光は、Ｓ偏光の光として、副鏡２３０の誘電体多層膜２３４に斜めに入射する。ここで、副鏡２３０の誘電体多層膜２３４は、Ｓ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高いものであるため、画像の光は、高反射率にて反射される。そして、凹面鏡４０へ向かうこととなる。
　一方、太陽光等の外光がＨＵＤ装置２００に入射し、凹面鏡４０に反射されると、副鏡３０に対してはＰ偏光成分が多い状態で、副鏡２３０の誘電体多層膜２３４に斜めに入射する。ここで、副鏡２３０の誘電体多層膜２３４は、Ｓ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高いものであるため、外光は、当該誘電体多層膜２３４を高透過率にて透過し、さらには透光板２３６を透過する。このようにして、外光の多くが光路ＯＰ上から分離される。
　このような第２実施形態によると、反射鏡としての副鏡２３０は、画像の光を画像の縦方向ＶＤに沿って折返し、Ｓ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高い。したがって、確実に、画像の縦方向ＶＤとは交差する偏光方向ＰＤに偏光する画像の光のウインドシールド３側への反射率を向上させつつ、画像の縦方向ＶＤに対応した方向に沿った部分偏光となり易い外光の投射器１０側への反射率を低下させることができる。
　また、第２実施形態によると、副鏡２３０は、表側面２３０ａの法線方向ＮＤに沿って誘電体が積層される誘電体多層膜２３４を有する。表側面２３０ａの法線方向ＮＤに沿って誘電体が積層されているので、例えば製造時において副鏡３０が法線方向ＮＤを軸として回転して設置されてしまったとしても、Ｓ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高い状態が維持されるため、外光を効率的にカットすることができる。したがって、製造時における副鏡３０の回転公差を考慮しなくてよいので、投射器１０の温度上昇を抑制するＨＵＤ装置２００を容易に提供することができる。
　（第３実施形態）
　図９に示すように、本開示の第３実施形態は第２実施形態の変形例である。第３実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。
　第３実施形態のＨＵＤ装置３００における副鏡３３０は、第２実施形態と同様に、透光板３３６及び誘電体多層膜３３４を有しているが、第２実施形態とは異なり、凸面鏡状に形成されている。
　具体的に、透光板３３６は、表側の中央が凸となる曲面板状に形成されており、当該表側に、誘電体多層膜３３４を蒸着することで、副鏡３３０は形成されている。誘電体多層膜３３４は、曲面に従って積層されている他は、第１実施形態の誘電体多層膜３４と同様であるため、説明を省略する。
　このような第３実施形態によると、反射鏡としての副鏡３３０は、凸面鏡状に形成される。この副鏡３３０によれば、外光の一部が当該副鏡３３０に反射されても、他方向に拡がることとなるので、投射器１０への到達率をさらに抑制することができ、投射器１０の温度上昇を抑制することができる。
　（他の実施形態）
　以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
　具体的に、変形例１としては、光路ＯＰ上に、レンズ、ミラー等の光学素子が追加配置されてもよい。
　変形例２としては、投影部材として、ウインドシールド３の代わりに、車両と別体となっているコンバイナを車両内に設置して、当該コンバイナに画像を投影するものであってもよい。
　第１実施形態に関する変形例３としては、副鏡３０は、誘電体多層膜３４よりも裏側に配置される透光板を、例えば強度確保のために、有していてもよい。
　第２実施形態に関する変形例４としては、投射器１０側からの画像の光を反射により当該画像の縦方向ＶＤに沿ってウインドシールド３へ折返す凹面鏡４０を、Ｓ偏光反射率がＰ偏光反射率よりも高い反射鏡とした構成にしてもよい。この場合、副鏡を別途設けなくてもよい。
　変形例５としては、投射器１０の液晶素子の配列方向は、画像の縦方向ＶＤ及び横方向ＨＤに対応していなくてもよい。すなわち、投射器１０の液晶素子の配列方向に対する斜め方向が、画像の縦方向ＶＤ又は横方向ＨＤに対応していてもよい。
 

 

Claims (9)

  1. 　車両（１）のインストルメントパネル（２）に搭載され、前記インストルメントパネルよりも車両上方（ＵＤ）に位置する投影部材（３）に、画像を投影することにより、前記画像を乗員により視認可能に虚像表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
    　前記画像が虚像表示されるときに前記車両の上下方向に沿う方向を、前記画像の縦方向（ＶＤ）と定義すると、
    　前記画像の縦方向とは交差する偏光方向（ＰＤ）に偏光する光として前記画像を投射する投射器（１０）と、
    　前記投射器と前記投影部材との間の光路（ＯＰ）上において、前記投射器側からの前記画像の光を反射により前記投影部材側へ折返す反射鏡であって、前記投射器からの光に対して、Ｓ偏光反射率とＰ偏光反射率とが異なる反射鏡（３０，２３０，３３０）と、を備えるヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 　前記画像が虚像表示されるときに前記車両の左右方向に沿う方向を、前記画像の横方向（ＨＤ）と定義すると、
    　前記反射鏡（３０）は、前記画像の光を前記画像の横方向に沿って折返し、前記Ｐ偏光反射率が前記Ｓ偏光反射率よりも高い請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 　前記反射鏡は、
    　前記反射鏡の表側に配置される位相差板（３２）と、
    　前記位相差板よりも裏側に配置される誘電体多層膜（３４）と、を有する請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 　前記反射鏡（２３０）は、前記画像の光を前記画像の縦方向に沿って折返し、前記Ｓ偏光反射率が前記Ｐ偏光反射率よりも高い請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 　前記反射鏡は、表側面（２３０ａ）の法線方向（ＮＤ）に沿って誘電体が積層される誘電体多層膜（２３４）を有する請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 　前記誘電体多層膜は、赤外光反射率が可視光反射率よりも低い反射特性を有する請求項３又は５に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 　前記反射鏡（３３０）は、凸面鏡状である請求項１から６のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  8. 　前記Ｓ偏光反射率と前記Ｐ偏光反射率との差は、５％以上である請求項１から７のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
  9. 　前記偏光方向は、前記画像の縦方向に対して４５°以上の角度をなす方向である請求項１から８のいずれか１項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

     
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